大展弦比無人機是未來發(fā)展的一種趨勢,目前在國內(nèi)外受到越來越多人的關(guān)注。然而這類飛機的輕質(zhì)復(fù)合材料機翼產(chǎn)生較大的變形,從而引發(fā)顯著的結(jié)構(gòu)幾何非線性特性。使得流體和結(jié)構(gòu)的耦合問題愈發(fā)突出,極易引發(fā)顫振等一些在氣彈設(shè)計中頗為關(guān)心的問題。針對這種幾何非線性特性較為顯著的機翼結(jié)構(gòu),線性計算方法不能獲得準(zhǔn)確結(jié)果。因此,針對該類機翼結(jié)構(gòu)需開展考慮非線性特性的建模技術(shù)以及氣動彈性計算方法研究。同時考慮到機翼剛度設(shè)計不合理會引起扭轉(zhuǎn)發(fā)散和顫振等氣動彈性問題,還需要開展機翼剛度特性及其對此類機翼靜氣彈和顫振的影響研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:1.提出了一種較為高效的用于結(jié)構(gòu)幾何非線性分析的計算方法。在局部坐標(biāo)系下建立了一種高效的線性4節(jié)點薄殼單元,通過引入考慮結(jié)構(gòu)大位移小應(yīng)變的Co-rotational方法,建立了非線性4節(jié)點薄殼單元。計算實例考核了建立的非線性分析方法的有效性。為后續(xù)大展弦比復(fù)材機翼氣彈特性分析提供結(jié)構(gòu)建模技術(shù)支持。2.開展機翼非線性靜氣彈計算方法研究。運用開發(fā)的結(jié)構(gòu)幾何非線性分析方法開展結(jié)構(gòu)分析,并通過動網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)機翼耦合面的信息傳遞。通過某型號大展弦比機翼算例驗證了方法的適用性... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

“全球鷹”無人機

圖 1-2 “神雕”無人機無人機超長航時的飛行和較高的運行效費比等特點，近年來國內(nèi)時太陽能無人機。該類飛行器普遍選用大展弦比機翼，可上升到 “彩虹”無人機（圖 1-3），其展長超過 40m。該型無人機同樣廣泛用途。圖 1-3 “彩虹”太陽能無人機

圖 1-3 “彩虹”太陽能無人機翼的大變形帶來了結(jié)構(gòu)的大位移小應(yīng)變問題，使得流體，引發(fā)的直接結(jié)果是非線性氣彈問題[1]。在流體載荷影影響升阻特性和整機的飛行性能。這種特點抑制了飛行顯著的改變[2]。因此，為了能準(zhǔn)確模擬大變形復(fù)材機翼立有效的結(jié)構(gòu)幾何非線性模型，以此來滿足大展弦比飛大型工程設(shè)計而言，有限元計算依然是分析與設(shè)計過程機結(jié)構(gòu)開展靜力計算時，一般是基于商用軟件建立相應(yīng)網(wǎng)格處理方式的不同導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果和耗時較長。為處理，通過開展稀疏網(wǎng)格的計算方法的研究，實現(xiàn)滿足的同時，考慮到近年來軍事和民用任務(wù)對HALE需求日

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大展弦比機翼氣動彈性的幾何非線性效應(yīng)[J]. 付志超,陳占軍,劉子強.  工程力學(xué). 2017(04)
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[4]一種基于CR理論的大柔性機翼非線性氣動彈性求解方法[J]. 王偉,周洲,祝小平,王睿.  振動與沖擊. 2015(19)
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[6]考慮幾何非線性效應(yīng)的大展弦比機翼氣動彈性分析[J]. 楊智春,張惠,谷迎松,宋淼.  振動與沖擊. 2014(16)
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[10]具有多閉室機翼剖面扭轉(zhuǎn)剛度特性的分析計算[J]. 張鶴,何景武,初洪宇.  飛機設(shè)計. 2013(01)

博士論文
[1]大展弦比機翼的非線性氣動彈性響應(yīng)研究[D]. 肖艷平.西南交通大學(xué) 2016
[2]太陽能無人機非線性氣動彈性及飛行力學(xué)研究[D]. 王偉.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]動網(wǎng)格技術(shù)及其在氣動彈性數(shù)值模擬中的應(yīng)用研究[D]. 丁力.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]基于CFD/CSD的機翼氣動彈性計算研究[D]. 崔鵬.南京航空航天大學(xué) 2011
[5]薄殼氣動彈性非線性響應(yīng)研究[D]. 范晨光.西南交通大學(xué) 2010
[6]復(fù)雜流場的非定常氣動力計算以及氣動彈性研究[D]. 梁強.西北工業(yè)大學(xué) 2003

碩士論文
[1]大展弦比機翼非線性氣動彈性分析[D]. 許成.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]基于Volterra級數(shù)的非定常氣動力和氣動彈性分析[D]. 李勇.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[3]非定常氣動力降階模型及其應(yīng)用研究[D]. 陳剛.西北工業(yè)大學(xué) 2004
[4]機翼跨音速顫振的頻域計算[D]. 程芳.南京航空航天大學(xué) 2004
[5]CFD/CSD耦合接口技術(shù)研究[D]. 史忠軍.西北工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：3487067